据央视新闻消息,2021年2月10日20点50分左右,在经过200多天的飞行,总行程达4.6亿公里之后,我国“天问一号”火星探测器终于来到火星附近,并在近火点实施了刹车制动,成功被火星引力俘获,进入围绕火星运行的轨道。
“天问一号”这个名称源于屈原长诗《天问》,表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着,体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承,寓意探求科学真理征途漫漫,追求科技创新永无止境。
据悉,接下来,“天问一号”还要经过几次轨道调整,以便抵达停泊轨道,然后在停泊轨道上继续围绕火星运行,并对预着陆区进行拍摄,将数据实时回传至地面。科学家会根据这些最新数据优化后续的着陆火星安排。
文章开头提到,“天问一号”飞行了200多天,总行程达4.6亿公里。精确算一下,从2020年7月23日到2021年2月10日,实际共计202天。如果继续细算一下,202天飞了4.6亿公里,平均每秒大约飞行27公里!值得强调的是,这个是相对于太阳的速度。
根据轨道设计,当“天问一号”来到火星附近准备刹车的时候,其相对于火星的速度仅稍大于火星的第二宇宙速度,因此只需“轻轻”踩一脚刹车即可入轨。当然,这个“轻轻”踩一脚刹车可不容易,要求力度和时机都要精准。如果刹车力度过大,可能坠落火星,如果刹车力度过小,无法被火星引力捕获。
从地球飞到火星可不是一件容易的事情,火星探测器离开地球,在飞往火星的过程中需要精确测控。由于探测器的距离很远,发出的信号随着距离的增加而衰减,这就需要有强大的深空测控能力。
最著名的要数美国深空网(DNS),这是由美国喷气推进实验室管理的一个先进的测控网,是为了对执行月球、行星和行星际探测任务的航天器进行跟踪、导航与通信而建立的地基全球分布测控网。
近年来,我国为了深空探测的需要,也建立了自己的深空网,嫦娥探月计划的成功实施,深空测控网功不可没。本次“天问一号”火星探测器,我们除了拥有推力强劲的长征五号运载火箭之外,还得益于拥有独立的全球性深空网。
据官方透露,“天问一号”任务共有13种有效载荷。轨道器上的7台仪器包括两台相机、火星轨道次表层探测雷达、火星矿物学光谱仪、火星磁力仪、火星离子和中性粒子分析仪、火星高能粒子分析仪。火星车上的6台仪器包括多光谱相机、地形相机、火星次表层探测雷达、火星表面成分探测器、火星磁场探测器和火星气象监测仪。
这些有效载荷要完成以下五大科学目标:(1)绘制火星形态和地质结构图;(2)调查火星表面的土壤特征和水冰分布;(3)分析火星表面的物质组成;(4)测量电离层和火星地表气候及环境特征;(5)探索火星的物理场(电磁场、引力场)和内部结构。